放射治疗技术

放射治疗技术
黄晓静生物医学工程（医学影像技术方向）1105512123
摘要：
在临床中，放射治疗是恶性肿瘤治疗的手段之一。

随着科学技术突飞猛进的发展和为了适应临床医学在克服癌症的需要，放射治疗技术也在渐渐地改进。

本文主要论述了放射治疗技术的原理、装置设备、应用和发展前景。

关键词：
放射治疗学概念、装备和应用、发展前景
引言：
放射治疗技术是由一种或多种电离辐射对恶性肿瘤及一些良性病进行的治疗，其主要手段是电离辐射。

据国内外资料统计显示，70％左右的癌症患者在其治疗过程中采用了放射治疗[1]。

目前，恶性肿瘤治疗的可治愈率为45％，其中放射治疗提供了18％的贡献[2]。

由此我们知道，放射治疗技术在肿瘤治疗中占着尤为重要的位置。

1．放射治疗的原理
1.1放射治疗学
放射治疗（简称“放疗”）学是利用射线束治疗肿瘤的一门学科。

这些射线可以是放射性核素产生的α、β、γ射线；x射线治疗机和各类加速器产生的不同能量的x线；也可以是各类加速器产生的电子束、质子束、负∏介子束以及其它重粒子束等。

而放射治疗技术是放射治疗学的重要内容之一，放射治疗技术是在实施放射治疗过程中的一种手段，放射治疗技术是否合理，实施过程是否准确直接会影响放射治疗效果。

放射治疗中最常用到的间接电离粒子是光子，而光子是稳定的基本粒子，是量子形式的电磁波。

光子穿过物质时，有可能发生光电效应、康普顿散射效应、电子对效应等作用。

光电效应是一个光子与原子内层电子作用时，光子全部能量交给电子使其脱离原子自由运动的过程；康普顿散射是入射光子与原子的一个外层电子相碰，并将其从原子中击出，而改变了光子自身运动方向的过程；电子对效应是光子在原子核的电场内被吸收进而产生一对正电子与负电子的过程。

光子在人体组织中没有明显的射程，开始有一段上升的剂量建成区，以后逐步下降，下降速度与能量有关，能量愈高，下降愈慢。

1.2放疗的原则
放射治疗的原则是通过电离辐射对人体组织细胞，或者说，电离辐射在人体组织中传播是不仅能杀死肿瘤细胞，也可以杀死正常细胞。

2.放疗类型
2. 1远距离放射治疗技术
放射治疗技术分为远距离放射治疗与近距离放射治疗两类，远距离放射治疗是最主要的放射治疗。

远距离放射治疗也叫外射束治疗，是指辐射源至皮肤间距离50cm的放射治疗，远距离放射治疗的治疗手段是辐射束。

辐射束是指当辐射源可视为电源时，在一个立体角的空间范围内由辐射源发出的电离辐射通量。

远距离放射治疗技术是指利用各种辐射束及其组合来建立高剂量辐射场的方法，辐射束及其组合方法的不同产生了不同的远距离放射治疗技术。

2.1.1常规放射治疗
常规放疗设备主要指20 世纪80 年代以前的深部X 线机、60 钴治疗机和低能医用直线加速器，其特点是利用放射线摧毁人体内的肿瘤病灶。

由于技术和手段的限制，放疗设备能量仅在kV 级和低能MV 级，多数采用X 线外照为主，有时辅以电子线或核素近距离治疗（腔内或间质内治疗），所开展的治疗技术也较为简单，照射野设置数少，固定束治疗多，二维治疗计划系统仅能进行部分优化和截面内剂量分布的简单计算[3]。

当肿瘤靶区剂量达到致死剂量时，对射线入射路径上的正常人体组织和器官损伤较大。

2.1.2立体定向放射治疗
立体定向放射治疗是基于三维影像、立体定向定位技术和立体定向治疗计划系统的放射治疗技术，是由立体定向放射外科（stereotactic radio surgery，SRS）发展而来的。

立体定向放射外科是放射神经外科是放射神经外科方法，用于治疗功能性神经疾病及颅内动静脉畸形等。

2.1.3三维适形放射治疗
20 世纪90 年代中期，随着计算机和医学数字图像技术的发展（如CT、MRI），人体内的实体肿瘤的空间形状已经可以被准确勾画，临床放射治疗继而提出了剂量分布应与靶区形状一致，常规放疗设备的矩形和圆形照射野已不再适合新的要求，随之成功研制的3D 适形放疗设备迅速在临床得到推广和应用。

三维适形放射治疗（3 dimensional conformal radiotherapy，3DCRT）的主要技术特点是在直线加速器基础上增加了MLC 和相应的3D TPS。

利用3DTPS 设计非共面不规则野进行分次照射，野截面形状由多页准直器（multi leaf collimator，MLC）调节，使与束流观视方向（beam＇s eye view）上肿瘤靶区轮廓相符合，能直观射线束对肿瘤的包裹和避开重要器官，便可以使靶区边缘剂量提高，总体提高靶区剂量，从而提高肿瘤局部控制率[4]。

采用3D TPS 可以得到精度在2％～3％范围的精确计划，实现肿瘤的精确治疗，但同时也对医用直线加速器提出更多要求。

2.1.4调强放射治疗
由于3D CRT 技术仅做到了射野方向的剂量分布与靶区截面形状一致，但临床要求更希望使高剂量区的剂量分布在三维方向上与靶区体积一致，且靶区内任一点的剂量与处方剂量相等，这就要求治疗设备能使用束流调控方式，控制X 线束的强度和方向，或使用动态多叶准直器在固定野和旋转运动中实行调强，同时使靶区以外的组织剂量和受照体积减小到最小。

基于容积成像技术（CT、MRI）、三维计划和图像显示技术、加速器束流控制技术的发展进步，应运而生了满足临床需要的调强三维适形放疗设备（3D conformal and intensity modulation radio therapy，IMRT）[5]。

2.1.5影像引导放射治疗
临床肿瘤治疗为追求病灶靶区的更加精确，对呼吸造成的靶区空间位置移动提出了新的控制要求。

在一个疗程或一段治疗时间内的治疗过程中，肿瘤大小和位置也会发生变化，图像引导可对呼吸、位置、肿瘤大小的变化实现自动检测、验证和调整，即图像引导放疗（image guide radio therapy，IGRT）[6]。

IGRT 的主要技术特点是将kV 级或MV 级的X 射线产生、图像实时获取及其处理技术与直线加速器集成一体，即在常规加速器上增加Cone Beam CT（CBCT）的方法来实现IGRT 技术。

肿瘤治疗时，先用kV 级或MV 级X 线绕患者肿瘤位置旋转一周，在高分率的非晶硅探测器上获得病灶图像，同时进行误差分析，然后再由加速器实时修正治疗参数进行治疗。

2.2近距离放射治疗技术
近距离放射治疗是直接用一个或多个放射源在患者腔内、组织间或表浅部位进行的放射治疗，也可以叫作内射束治疗。

近距离放射治疗的治疗手段是放射源。

放射源是活度与比活度都在规定水平以上一定量得放射性物质。

近距离放射治疗与远距离放射治疗的不同点主要是远距离放射治疗是通过辐射束的组合来建立高剂量电离辐射场，而近距离放射治疗是利用放射源周围电离辐射场的组合来建立高剂量电离辐射场。

临床上，近距离放射治疗主要用于腔内放射治疗、组织间放射治疗、管内放射治疗、表面敷贴治疗和放射性粒子植入治疗。

2.2.1后装治疗
遥控自动驱动式γ射线后装机是指先在病人的治疗部位放置不带放射源的单个或多个施源器，然后在安全防护条件下人工或用遥控装置，将放射源通过输源管，送至已安放在病人体腔内的施源器，进行放射治疗。

由于放射源是后来才装进去的，故称之为“后装式”。

目前，遥控自动驱动式γ射线后装机按辐射强度分为：低剂量率近距离治疗、中剂量率近距离治疗和高剂量近距离治疗。

遥控自动驱动式γ射线后装机一般为单元多通道式，储源罐内只装一个放射源，通过分度头引导控制，分度头可以连接多个输源管、施源器，每个通道可选择多个驻留点，各个驻留点可选择不同的驻留时间，这样就达到了多源治疗的效果，按计划实施治疗。

2.2.2植入治疗
放射性粒子永久植入治疗是指根据治疗计划将放射性粒子永久植入到肿瘤部位进行治疗的技术。

放射性粒子永久植入治疗机是由放射源、植入系统和植入治疗计划系统等组成的。

3.放疗的应用
据文献统计、所有恶性肿瘤病人中70%患者，治疗某一阶段需做放射治疗。

Tubianal1999年报告45%的恶性肿瘤可治愈，其中手术治愈22%，放射治疗治愈18%，化疗治愈5%。

3.1综合治疗
综合治疗是根据病人的机体状况、肿瘤病理分型、分期和发展趋向，有计划地、合理地应用现有的治疗手段，以期较大幅度地提高治愈率并改善病人的生活质量。

目前在一些国家恶性肿瘤治疗后的5年生存率达45％，生存率提高的原因主要是早期病人的比例增加和综合治疗的进步。

综合治疗不但是提高生存率而且是提高生存质量的主要研究课题。

综合治疗不是简单的先手术，手术失败后则放射治疗，放射治疗失败后化疗，而是要组织相关科室的人员经过复习文献和认真讨论，共同制订目的明确，有根据，有计划且合理的综合治疗方案，只有这样才能提高疗效。

参考文献：
[1] 殷蔚伯，谷铣之．肿瘤放射治疗学[M]．北京：中国协和医科大学出版社，2002：1－3．
[2] De Vita VT． Progress in cancer management[J]． Cancer，1983，51：2 401－2 409．
[3] 顾本广．放射治疗技术与装置的进展[J]．医疗保健器具，1998，5（3）：10-14．
[4] 钟青松．立体定向适形放疗系统及其临床应用价值[J]．医疗装备，2002，15（2）：26．
[5] 胡逸民．调强适形放射治疗（一）[J]．中国肿瘤，2000，9（5）：228－229．
[6] 赵洪斌，王小韵．医用放射治疗设备新进展[C]//第七次全国会员代表大会暨学术报告会文集，安徽黄山，2004：227－242．。